GALAXIE

1. GALAXIE

2. základní stavební kameny Vesmíru • galaxie jsou ohromná společenství hvězd, hvězdného prachu, mezihvězdného plynu ale také planet,planetek,komet a nezářivé hmoty • složky jsou vzájemně vázány gravitací • do vzdálenosti 10 miliard světelných let se nachází bilion galaxií • pozorování galaxií vedlo k objevu rozpínání vesmíru • galaxie se navzájem vzdalují – ze posunu ve spektrech se určuje jejich vzdálenost

3. Základní struktura galaxií • členy galaxie nazýváme objekty, z kterých se galaxie skládají • členy rozdělujeme podle jejich stáří, prostorového rozložení v galaxii a chemického složení do dvou skupin a to na členy tzv. populace I. a II. populace. Populace I: mladé objekty především mladé hvězdy, mlhoviny, asociace, mladé otevřené hvězdokupy, neutrální vodík, prachové částice a plynné mlhoviny. Jsou rozloženy v tenké vrstvě podél galaktické roviny. Mají namodralý nádech

4. Populace II: starší objekty, především kulové hvězdokupy. Rozloženy jsou kolem galaktického středu a jejich dráhy zabíhají vysoko nad galaktickou rovinu -   tzv. galaktické halo. Barva se jeví jako nažloutlá až načervenalá.

5. Klasifikace galaxií • Podle vzhledu je dělíme na několik typů. • Existuje velké množství třídění • Nejjednodušší, ale pro nás dostačující je Hubblovo třídění

6. Hubblovo třídění

7. Eliptické galaxie • značíme písmenem E • oválný tvar bez vnitřní struktury • složeny z hvězd, které mají převážně malý podíl plynu a prachu Hvězdy jsou symetricky rozloženy a jejich hustota rovnoměrně ubývá od středu k okraji

8. eliptické galaxie patří mezi největší galaxie, které známe, nejsou však příliš početné • Obsahují několik biliónů hvězd • průměr může být až 250 000 světelných let

9. Spirální s příčkou • spirální ramena nevycházejí přímo z jádra ale jsou napojeny na příčku které jádro protíná. • značí se SB

10. Spirální galaxie • hvězdy rozloženy do jednoduchých či složitějších spirál • spirální ramena vychází přímo z jádra galaxie • označujeme písmenem S • velikosti od 30 000 až do 200 000 světelných roků.

11. Nepravidelné galaxie • značí se písmenem I • nemají žádnou pravidelnou strukturu • téměř z jedné třetiny tvořeny mezihvězdným plynem a prachem • množství hvězd se pohybuje v řádech stamiliónů až stamiliard jejich hmotnost je až tisíckrát menší než hmotnost naší eliptických galaxií • velikost nepravidelných galaxií je 5 000 až 10 000 světelných let.

12. Soustavy galaxií Podobně jako jsou hvězdy vázány ve větší skupiny, sdružují se i galaxie do větších celků

13. Skupiny galaxií desítky galaxií, průměr je několik miliónů světelných let. Místní skupina - 28 galaxii z nichž největší je naše galaxie a M31 velká galaxie v Andromedě. Kupy galaxií skupina několika stovek až tisíců galaxií. Velké kupy mají pravidelný kulový tvar a galaxie jsou v nich rovnoměrně rozloženy se středovou koncentrací. V centru převládají galaxie eliptické, zatímco na okrajích galaxie spirální a nepravidelné. Málo početné kupy galaxií mají nepravidelný tvar. Nemají středové zhuštění a převládají v nich galaxie spirální a nepravidelné. V centrální oblasti velké kupy galaxií se často nachází obří eliptická galaxie, která zřejmě zvětšuje svoji velikost v důsledku kanibalismu

14. Nadkupy galaxií největšími struktury ve vesmíru. Seskupení tisíců až stovek tisíců jednotlivých galaxií v rámci kup a skupin. Jejich rozložení ve vesmíru je už značně volné a jednotlivé nadkupy se mohou vzájemně prolínat. Bereme-li v úvahu rozměry větší než nadkupy zjistíme, že galaxie vytvářejí jakási vlákna o rozměrech desítek až stovek milionů světelných let. Při rozměrech od stovek milionů světelných let již nepozorujeme žádnou strukturu a vesmír vidíme jako homogenní a izotropní.

15. Interagující galaxie • galaxie jsou v neustálém pohybu • obíhají kolem centra kupy

16. nelze mezi nimi vyloučit i vzájemné srážky • v galaxii k žádným srážkám v pravém slova smyslu nedochází • gravitační interakci • interakce mezi galaxiemi je pokládána za spouštěcí mechanismus tvorby hvězd

18. Diferenciální rotace ve spojitosti s temnou hmotou a energií • dnes velice aktuální problém • galaxie totiž nerotuje jako tuhé těleso • galaxie nerotuje jako těleso které má většinu hmoty v centru • blízkosti jádra v~r okrajové oblasti • Tuto skutečnost vysvětlujeme přítomností nezářící skryté hmoty a temné energie.

19. Naše Galaxie • Galaxie je součástí tzv. místní skupiny • místní skupina je součástí nadkupy v panně

20. hmotnost 3-6.1012 hmotností slunce • průměr 90 000 ly • jedná o spirální galaxii s příčkou Hubbleova typu SBc • výzkumy ukazují že vypadá podobně jako M61 • obsahuje 200mld hvězd

21. Struktura galaxie

22. Spirální ramena • disk Galaxie vykazuje spirální strukturu • obsahuje zejména mladé hvězdy, difúzní mlhoviny pro tvorbu hvězd a otevřené hvězdokupy • jsou pojmenovaná podle souhvězdí, kde se nachází jejich největší část Galaktické halo • elipsoidní tvar, poloměr 65000 ly • tvořeno starými hvězdami a kulovými hvězdokupami • Zdá se, že existuje mnohem rozsáhlejší halo, tvořené nezářící hmotou

23. Galaktická koróna • za halem do vzdálenosti 100kpc • obsahuje velké množství nezářivé hmoty • Magnetická pole a částice kosmického záření galaktické koróny jsou zdrojem synchrotronového záření na rádiových vlnách • z gravitačních účinků lze odhadnout, že nezářící hmoty v Galaxii je asi 10x více než viditelné hmoty • Svou hmotností několikrát převyšují hmotnost spirálního disku a výdutě.

24. Mléčná dráha Střed Galaxie leží ve směru souhvězdí Střelce. Není možné ho spatřit optickými dalekohledy, protože ohromná množství prachu pohlcují jeho světlo. Proto je nutné použít jiné spektrum, např. γ záření, rentgenové, infračervené nebo rádiové záření.

25. Černá díra • ve středu naší Galaxie se s vysokou pravděpodobností nachází černá díra o hmotnosti více jak 2 milióny Sluncí. • toto se zakládá na pozorováních hvězd, které obíhají velice blízko galaktického středu. • měření paralaxy nemožné • cefeidy • novy, supernovy • červený posun Měření vzdáleností

26. Zvláštní typy galaxií,aktivní galaxie • Zvláštní aktivita spojena se supermasivní černou dírou v galaktickém jádře • Akreční disky a jety Seyfertovy galaxie • malé, ale velice jasné jádro • pohyb plynu s rychlostí až 5000 km/s • zdroje rádiového a gamma záření Rádiové galaxie • hmotné eliptické galaxie • silné rádiové zdroje • netepelné synchotronové záření jehož zdrojem jsou rychlé elektrony v silných magnetických polích, protilehlé laloky

27. N-galaxie • velice jasné jádro produkující převážnou část energie galaxie • rádiové a UV zdroje • podobná jsou velké eliptické a tzv. modré kompaktní galaxie Kvazistelarní galaxie Kvasagy • malé velmi husté galaxie se slabím rádiovým zářením Kvasary • nejsvítivější zdroje ve vesmíru • velký červený posuv => velká vzdálenost => velká svítivost • tisíkrát svítivější než galaxie • podstata neznáma (anihilace, srážky hvězd, černé díry) Blazary • jde pravděpodobně o rychle proměnné kvasary

28. Mlhoviny • prostorový útvar, který se skládá z prachu a plynu • můžeme rozdělit podle několika hledisek 1) jasné (difúzní) 2) temné jasné mlhoviny dělíme dále na mlhoviny reflexní a emisní

29. Reflexní mlhoviny • je oblastí prachu a plynu, kde záření nedostačuje k excitaci plynu a tak je pouze rozptylováno prachem (chladnější než B hvězdy) • zdrojem světla jsou hvězdy, reflexní mlhovina má proto spojité spektrum s absorpčními čarami, stejné jako hvězda • vznik reflexních mlhovin • mračno opustí hvězdnou formaci a začne být osvětlováno jinou hvězdou • náhodné setkání • kondenzace prachu uvnitř proudění z vlastní chladné hvězdy

30. Emisní mlhoviny • Emisní mlhovina je oblast ionizovaného horkého plynu • Charakteristickou červenou barvou září díky přítomnosti velkého množství vodíku • Emisní mlhoviny můžeme je rozdělit podle zdroje ionizačního záření

31. Oblasti HII • útvar mezihvězdného plynu, v němž je ionizován převážně vodík • ionizace je způsobena buďto zářením v ultrafialovém oboru blízkých horkých mladých hvězd, rázovou vlnou, rentgenovým zářením nebo kosmickým zářením. Hvězdy způsobující ionizaci mají povrchovou teplotu okolo 3x104 K, jsou jasnější více než 104 Sluncí a jsou asi 20-100x hmotnější.

32. Planetární mlhoviny • plynné obálky i složitější útvary s nepatrnou příměsí prachu • vytvářejí je hvězdy v pozdních stádiích svého vývoje • po projití stádiem červeného obra se centrální část hvězdy smršťuje a její vnější částí se rozpínají • životnost je v astronomickém měřítku krátká, jen asi 105 let, rychlost rozpínání desítky km/s Zbytky supernov -je rozpínající se emisní mlhovina přibližně kulového tvaru tvořená plynem, který byl odvržen při výbuchu supernovy.

33. Temné mlhoviny • mezihvězdné mračna plynu a prachu, které pohlcují světlo z blízkých zdrojů • také označované jako absorpční mlhoviny

34. Hvězdokupy • hvězdokupa je skupina hvězd, která se pohybuje prostorem jako celek • dělíme je na kulové a otevřené Kulové hvězdokupy • obsahují statisíce až miliony hvězd • mají přibližně kulový tvar • průměr 50-150 ly • obsahují velmi staré hvězdy • velká stabilita • rozptýleny v galaktickém halu • malý úbytek hvězd = vypařování • RR Lyrae

35. Rozložení kulových hvězdokup v Galaxii Pohyb hvězd v hvězdokupě

36. Otevřené hvězdokupy • jsou to skupiny mladých hvězd v ramenech galaxie • obsahují desítky až stovky hvězd • průměr několik světelných let • hvězdy mají podobná chemická složení • krátká životnost • většina hvězd se vytvořila ze stejné difúzní mlhoviny • vzorek hvězd o stejném stáří a chemickém složení, ale různé hmotnosti – důležité pro studium • vypařování vlivem slapových sil a gravitační interakcí